Το DNA είναι φορέας της γενετικής πληροφορίας ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1ο Το DNA είναι φορέας της γενετικής πληροφορίας

Εισαγωγή Το 1869 ο Friedrich Miescher εντόπισε το DNA στον πυρήνα των κυττάρων δεν ήταν όμως γνωστός ο ρόλος του.

Ποιο είναι το γενετικό υλικό; Οι επιστήμονες πίστευαν ότι οι πρωτεΐνες είναι το γενετικό υλικό επειδή σχηματίζονται από 20 διαφορετικά αμινοξέα που μπορούν να δημιουργήσουν τεράστια ποικιλία πρωτεϊνικών μορίων.

1928 Ο Frederick Griffith παρατηρεί τον μετασχηματισμό των βακτηρίων, δεν μπορεί όμως να εντοπίσει τον παράγοντα που προκαλεί το μετασχηματισμό.

Frederick Griffith Ο Griffith μελέτησε τη διαφορά μεταξύ ενός στελέχους του βακτηρίου πνευμονιόκοκκος (Streptococcus pneumoniae) που προκαλεί πνευμονία και ενός άλλου στελέχους του ίδιου βακτηρίου που δεν είναι παθογόνο. Το στέλεχος που προκαλεί πνευμονία (S) περιβάλλεται από κάψα και δημιουργεί λείες αποικίες. Το άλλο στέλεχος (R) δεν έχει κάψα, δεν προκαλεί πνευμονία ενώ δημιουργεί αδρές αποικίες.

Τα πειράματα του Griffith Μόλυνση ποντικών με βακτήρια S προκάλεσε πνευμονία και θάνατο. Μόλυνση ποντικών με βακτήρια R δεν προκάλεσε πνευμονία. Μόλυνση ποντικών με νεκρωμένα βακτήρια S δεν προκάλεσε πνευμονία. Μόλυνση ποντικών με μίγμα νεκρών βακτηρίων S και ζωντανών R προκάλεσε πνευμονία και θάνατο. Στα νεκρά ποντίκια ανιχνεύθηκαν ζωντανά βακτήρια S. http://tidepool.st.usm.edu/crswr/transformation.html

Πιθανές εξηγήσεις 1. Αναστήθηκαν οι νεκροί πνευμονιόκοκκοι. 2. Οι ζωντανοί πνευμονιόκοκκοι χωρίς κάψα δέχθηκαν κάποιο «παράγοντα» από τους νεκρούς με κάψα ο οποίος προκάλεσε το μετασχηματισμό τους σε λείους. Συμπέρασμα: Τα βακτήρια «μετασχηματίστηκαν» ύστερα από αλληλεπίδραση με τα νεκρά.

1944 Οι Oswald Avery, Colin MacLeod και Maclyn McCarty στηριζόμενοι στα πειράματα του Griffith αποδεικνύουν ότι ο παράγοντας που προκαλεί τον μετασχηματισμό των βακτηρίων είναι το DNA.

Μετασχηματισμό προκαλεί το DNA Οι Avery, Mac-Cleod, Mac Carthy επανέλαβαν τα πειράματα του Griffith ελέγχοντας κάθε ένα ξεχωριστά τα συστατικά των νεκρών λείων πνευμονιόκοκκων διαπιστώνοντας ότι ο παράγοντας που προκαλούσε το μετασχηματισμό ήταν το DNA. Τα πειράματα των Avery-MacLeod- McCarty

Είναι το DNA το γενετικό υλικό; Την ίδια εποχή ήταν ήδη γνωστό ότι: Η ποσότητα DNA σε κάθε οργανισμό είναι σταθερή και δε μεταβάλλεται από αλλαγές στο περιβάλλον. Η ποσότητα DNA είναι ίδια σε όλα τα είδη κυττάρων ενός οργανισμού (εξαιρέσεις). Η ποσότητα DNA είναι κατά κανόνα, ανάλογη με την πολυπλοκότητα του οργανισμού. Οι γαμέτες έχουν τη μισή ποσότητα DNA.

1952 Τα πειράματα των Alfred D. Hershey και Martha Chase με βακτηριοφάγους Τ2 αποδεικνύουν ότι μόνο το γενετικό υλικό του βακτηριοφάγου εισέρχεται στο βακτήριο και είναι ικανό να κατευθύνει τον πολλαπλασιασμό των φάγων.

Alfred Hershey-Martha Chase Η οριστική επιβεβαίωση ότι το DNA αποτελεί το γενετικό υλικό των οργανισμών ήρθε το 1952 με τα πειράματα των Hershey-Chase.

Το πείραμα των Hershey και Chase Για τα πειράματά τους χρησιμοποίησαν τον βακτηριοφάγο Τ2, έναν ιό που αναπαράγεται σε βακτηριακά κύτταρα. Οι βακτηριοφάγοι αποτελούνται από ένα πρωτεϊνικό περίβλημα που καλύπτει το DNA. Εικόνα: Purves et al., Life: The Science of Biology, 4th Edition, by Sinauer Associates and WH Freeman

Το πείραμα των Hershey και Chase Ιχνηθετώντας το DNA και τις πρωτεΐνες με διαφορετικά ραδιοϊσότοπα μπορούσαν να καθορίσουν ποια ουσία του βακτηριοφάγου, εισέρχονταν στα βακτήρια. Το υλικό που θα εισέρχονταν θα ήταν ο φορέας της γενετικής πληροφορίας που θα επέτρεπε τον πολλαπλασιασμό τους. Χρησιμοποίησαν 35Ρ που ενσωματώνεται μόνο στο DNA και 32S που ενσωματώνεται μόνο στις πρωτεΐνες.

«ΤΟ DNA ΕΙΝΑΙ ΤΟ ΓΕΝΕΤΙΚΟ ΥΛΙΚΟ» Συμπέρασμα: Διαπίστωσαν ότι το 35S έμενε έξω από το κύτταρο ενώ το 32Ρ περνούσε στο εσωτερικό. Επομένως: «ΤΟ DNA ΕΙΝΑΙ ΤΟ ΓΕΝΕΤΙΚΟ ΥΛΙΚΟ» Οριστική επιβεβαίωση

Το πείραμα των Hershey-Chase Για τη δημιουργία φάγων με ιχνηθετημένο DNA, μόλυναν με φάγους βακτήρια που είχαν ενσωματώσει 32Ρ. Οι φάγοι αναπαράχθηκαν χρησιμοποιώντας τα νουκλεοτίδια του κυττάρου ξενιστή και επομένως είχαν ιχνηθετημένο το DNA.

Το πείραμα των Hershey-Chase Οι φάγοι αναπαράχθηκαν χρησιμοποιώντας τα αμινοξέα του κυττάρου ξενιστή και έτσι ιχνηθετήθηκε το πρωτεϊνικό τους περίβλημα.

Το πείραμα των Hershey-Chase Απομάκρυναν από τα βακτήρια οποιοδήποτε ιικό υλικό υπήρχε έξω από αυτά (ραδιενεργό κλάσμα). Απομόνωσαν, με φυγοκέντριση, τα μολυσμένα βακτήρια που δεν περιείχαν 35S (μη ραδιενεργό κλάσμα).

Το πείραμα των Hershey-Chase Αντίθετα το μη ραδιενεργό κλάσμα του ίδιου δείγματος, που περιείχε τα βακτήρια, επέτρεψε τη δημιουργία βακτηρίων και νέων ιών. Το συμπέρασμα ήταν ότι οι πρωτεΐνες δεν είναι οι φορείς της γενετικής πληροφορίας.

Το πείραμα των Hershey-Chase Μόλυναν βακτήρια με φάγους 32Ρ. Απομάκρυναν από τα βακτήρια οποιοδήποτε ιικό υλικό υπήρχε έξω από αυτά μη ραδιενεργό κλάσμα). Απομόνωσαν τα μολυσμένα βακτήρια που περιείχαν 32Ρ με φυγοκέντριση (ραδιενεργό κλάσμα).

Το πείραμα των Hershey-Chase Όταν ελέγχθηκαν με τον ίδιο τρόπο το κλάσμα με το 32Ρ και το κλάσμα του ίδιου δείγματος που δεν ήταν ραδιενεργό, διαπιστώθηκε ότι το ραδιενεργό δείγμα, που περιείχε τα βακτήρια, επέτρεψε τη δημιουργία βακτηρίων και νέων ιών με ιχνηθετημένο το DΝΑ, ενώ αντίθετα το μη ραδιενεργό κλάσμα όχι. Το συμπέρασμα ήταν ότι πράγματι το DΝΑ είναι ο φορέας της γενετικής πληροφορίας.

Σχετικές διευθύνσεις Το DNA είναι το γενετικό υλικό: Μάθετε περισσότερα για τους επιστήμονες που συντέλεσαν στην ανακάλυψη του ρόλου του DNA. Hershey-Chase: Animation Σημαντικές χρονολογίες: Επιλέξτε το όνομα του Friedrich Meischer για να δείτε περισσότερα σχετικά με την ανακάλυψη του DNA. Κάντε κλικ εδώ και στη συνέχεια επιλέξτε το εικονίδιο με το ποντίκι για να ελέγξετε τις γνώσεις σας σχετικά με τα πειράματα του Griffith.. Κάντε κλικ εδώ και στη συνέχεια επιλέξτε το εικονίδιο με τους φάγους για να ελέγξετε τις γνώσεις σας σχετικά με το πείραμα των Hershey-Chase .